EP0959286A2 - Rohrkupplung - Google Patents

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EP0959286A2
EP0959286A2 EP99109472A EP99109472A EP0959286A2 EP 0959286 A2 EP0959286 A2 EP 0959286A2 EP 99109472 A EP99109472 A EP 99109472A EP 99109472 A EP99109472 A EP 99109472A EP 0959286 A2 EP0959286 A2 EP 0959286A2
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EP
European Patent Office
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ring part
pipe coupling
coupling according
sealing sleeve
flanges
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP99109472A
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English (en)
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EP0959286A3 (de
Inventor
Frank Schmidt
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Norma Germany GmbH
Original Assignee
Rasmussen GmbH
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Filing date
Publication date
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Application filed by Rasmussen GmbH filed Critical Rasmussen GmbH
Publication of EP0959286A2 publication Critical patent/EP0959286A2/de
Publication of EP0959286A3 publication Critical patent/EP0959286A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L21/00Joints with sleeve or socket
    • F16L21/08Joints with sleeve or socket with additional locking means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L17/00Joints with packing adapted to sealing by fluid pressure
    • F16L17/02Joints with packing adapted to sealing by fluid pressure with sealing rings arranged between outer surface of pipe and inner surface of sleeve or socket
    • F16L17/04Joints with packing adapted to sealing by fluid pressure with sealing rings arranged between outer surface of pipe and inner surface of sleeve or socket with longitudinally split or divided sleeve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L47/00Connecting arrangements or other fittings specially adapted to be made of plastics or to be used with pipes made of plastics
    • F16L47/06Connecting arrangements or other fittings specially adapted to be made of plastics or to be used with pipes made of plastics with sleeve or socket formed by or in the pipe end
    • F16L47/12Connecting arrangements or other fittings specially adapted to be made of plastics or to be used with pipes made of plastics with sleeve or socket formed by or in the pipe end with additional locking means
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S285/00Pipe joints or couplings
    • Y10S285/906Equivalents
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S285/00Pipe joints or couplings
    • Y10S285/91Gaskets

Definitions

  • the invention relates to a pipe coupling for Connecting pipes with non-profiled end sections, with an elastomeric sealing sleeve for tight absorption the pipe end sections, with a surrounding the sealing sleeve Clamp with a clamp band, on the Ends of jaws are formed by clamping means are contractible, and that on the end faces has inwardly projecting flanges, with between the Sealing sleeve and the flanges arranged on the Supporting clamping rings on the inside of the clamp band in C-shape, which is used when tensioning the clamp band Projections on their radially inner surface in the Intervene pipe material.
  • each clamping ring consists of a thin-walled one frustoconical spring washer and a retaining ring.
  • the spring ring lies with its inner circumference formed on the outer surface of the retaining ring Shoulder, while its outer circumference in the bending throat formed by the bending of the flanges is present.
  • the spring washer and the retaining ring exist each made of metal.
  • the retaining ring is also on his radially inner surface with rasp-like teeth, which poked out of the material of the retaining ring are.
  • the production of the clamping ring is complex.
  • the invention has for its object a pipe coupling of the type mentioned at the outset the production of the clamping rings is easier without them Affect strength.
  • a first solution is that the clamping rings at least partially made of plastic as well from a first ring part and one on the radially inner one
  • the circumference of the first ring part is fastened to the second ring part exist and are approximately triangular in cross-section are so that they the gaps between the sealing sleeve and fill most of the flanges.
  • a second solution according to the invention is that the clamping rings consist essentially of plastic and are approximately triangular in cross section, so that they the spaces between the sealing sleeve and the flanges largely fill in, and that the protrusions themselves extending over the inner circumference of the clamping ring, are radially tapering ribs.
  • the clamping rings can be easily Wise and inexpensive to manufacture. Since they're at conventional pipe couplings mostly in cross section triangular annular spaces between the sealing sleeve and the adjacent flange without additional support parts in completely fill out, they have one a correspondingly large cross section with a correspondingly high one Strength, on the one hand, the pipes axially against high internal pressures to support and on the other hand high radial forces to withstand when tightening the clamp. In the The second solution also keeps the ribs high Axial forces stood, even if they - just like the second ring part in the first solution - essentially are made of plastic.
  • the protrusions can in the first solution by a predetermined, uniform roughness of the radially inner Surface of the clamping rings can be formed.
  • the rough inner surface of the clamping rings largely over a large area rest on the circumference of the end sections of the pipes, the tiny protrusions of the rough surface at best form very fine grooves in the tube material, if the pipes and the clamping rings relative to each other due to high internal pressures of the pipes. Accordingly is the danger of a decrease in strength the pipes, especially those made of plastic, very low.
  • the second ring part a friction lining with roughness is. This can be pre-assembled, e.g. form or cohesive. Need when assembling the coupling then only the clamping rings to be installed.
  • the second ring part in a groove attached in the radially inner circumference of the first ring part and the depth of the groove is smaller than the radial thickness of the second ring part.
  • the groove then carries at the same time to axially secure the second ring part, the attachment is easy by gluing can be done.
  • the roughness can also be done in a simple way Be emery.
  • the projections next to incisions in Metal friction linings scaly from the outside in be pushed out.
  • the first ring part essentially made of plastic and the second ring part is made of metal and that the projections itself over the inner circumference of the second ring part extending, tapering radially inward Ribs are.
  • the ribs also consist of Metal and therefore have a correspondingly high strength, so that the pipe connection correspondingly higher Withstands axial loads as with plastic ribs.
  • the first ring part can be in a groove in the attached radially outer periphery of the second ring part and the depth of the groove is less than the radial thickness of the first ring part. Because the walls of the groove as well as the radially inner second ring part made of metal there is less risk of these walls breaking than when forming the second ring part from in essential plastic.
  • the plastic can be made of a glass fiber reinforced Polyamide exist. Then he has a very high one Strength.
  • the polyamide is preferably PA 66.
  • the metal can consist essentially of brass. This material is easy to shape and still has one relatively high strength.
  • the pipe coupling according to FIGS. 1 to 5 is used for connecting of tubes 1 with largely smooth, unprofiled End sections 2, especially pipes, mainly Sewage pipes, made of plastic.
  • the pipe coupling contains an elastomeric sealing sleeve 3 for sealing Recording the pipe end sections 2 and the sealing sleeve 3 surrounding clamp 4 with a clamp band 5, at the ends of jaws 6 in the form of bent End sections of the clamp band 5 and this axially penetrating bolts 7 are formed.
  • the jaws are by clamping means 8 in the form of clamping screws, the radially through bores of one bolt 7 and radial threaded holes of the other bolt 7 enforce, contractible in the circumferential direction.
  • the Clamp band 5 also has on its end faces internal flanges 9.
  • the sealing sleeve 3 is close to their inside axial ends with directed towards the pipe ends Sealing lips 10, 11 and between the sealing lips 10, 11 with a C-shaped metal band 12 for radial support the sealing sleeve in the area of the joint between the end faces of the end sections 2 facing each other the tubes 1 provided.
  • the Clamping rings 13 consist of a radially outer ring part 13a and a radially inner ring part 13b and grip when tightening the clamp band 4 by means of tiny, projections not shown in the drawings on its radially inner surface 14 into the tube material on.
  • the projections are defined by a predetermined uniform roughness of the radially inner surface 14 the clamping rings 13 formed, preferably by emery.
  • the ring parts 13b designed as a friction lining are each in a groove 16 in the radially inner circumference of the Ring parts 13a attached.
  • the depth of the grooves 16 is smaller than the thickness of the ring parts 13b.
  • the clamping rings 13 are approximately triangular in cross section, so that they are also approximately triangular in cross section Annuli between the sealing sleeve 3 and Fill flanges 9 largely.
  • An axial bead 17 each clamping ring 13 engages in a gap between each one of the flanges 9 and the tube circumference.
  • each clamping ring 13 has one Angular distance ⁇ of approximately 20 to 45 °, in particular 30 up to 40 °, preferably 35 °.
  • the angle ⁇ is that at the sealing sleeve 3 adjacent surface 18 of each clamping ring 13 with its axis, preferably about 35 to 60 ° about 45 °.
  • the gap between the ends of the clamp band 5 is 1 bridged by a bridge 19.
  • each clamping ring 13 or its as Friction lining formed ring part 13b is largely on the relevant pipe end section 2 and prevents, since it has only tiny protrusions, the formation of deeper grooves in the surface of the relevant tube 1, if the tubes 1 due to very high internal pressures should be moved axially apart. This is particularly the case with plastic pipes from Advantage, but also with ceramic, glass or metal pipes, to prevent a decrease in their strength. Furthermore, deep scoring, sharp-edged burrs do not cause damage the sealing surfaces, i.e. the sealing lips 10, 11 of the elastomer Guide the sealing sleeve 3 when the pipes 1 are uncoupled and then again axially in the same pipe coupling be introduced.
  • the ring parts 13b can each in a groove 16 Ring parts 13a be glued. But you can only be positively held in the grooves 16. Here you can by a radially outward acting elasticity additionally be held. But it is also possible, the friction surfaces 14 directly in the inner To form the peripheral surface of the clamping rings 13, e.g. by embedding emery in these peripheral surfaces, if the clamping rings 13 in the rest of plastic consist.
  • the surface 14 of the friction linings Ring parts 13b can be formed by emery be, with the friction linings otherwise made of plastic can exist.
  • the friction linings can be used Ring parts 13b also consist of metal and their fine Projections next to radially continuous cuts in the friction linings pressed out in scales from the outside in be.
  • the second embodiment according to FIGS. 7 to 13 differs from the first embodiment only in the formation of the clamping rings 13. These exist from a radially outer ring part 13a and one radially inner ring part 13b.
  • the ring part 13a consists essentially made of plastic and the ring part 13b made of metal. Extend over the inner circumference of the ring part 13b several parallel ribs 20, in the illustrated Embodiment three ribs 20.
  • the ribs 20 taper radially inwards, their cross section like the shape of a right triangle has, the side forming the cathetus each Rib 20 facing the axial center of the pipe coupling and the side of the axial center forming the hypotenuse turned away.
  • Each ring part 13b has radial on it outer side a circumferential groove 21 in which the radial outer ring part 13a is attached, preferably by Glue.
  • the axially outer wall 22 of each ring part 13b lies in a gap between each of the flanges 9 and the tube circumference.
  • the axially inner wall 23 (Fig. 10) engages in an undercut of the outer Ring part 13a, and its axially inner surface is with of the surface 18 lying on the sealing sleeve 3 is flush and inclined at the angle ⁇ (Fig. 12).
  • the angles ⁇ and ⁇ (Figs. 11 and 12) are the same as that first embodiment.
  • the radially outer ring part 13a consists essentially made of plastic, preferably glass fiber reinforced Polyamide, especially PA 66, in the so-called Short glass fibers are embedded in the finished sprayed Ring part 13a has a length of 0.1 to 0.8 mm to have.
  • the proportion of glass fibers is about 25 to 30 Volume percent of the ring part 13a.
  • each clamping ring 13 is made essentially of brass with a slight Addition of manganese.
  • the ring part preferably contains 30a about 57 to 59% Cu; 1.5 to 3.0% Mn, the alloy may contain further additives, preferably 1.3 up to 2.3% Al, 0.2 to 0.8% Pb and 0.3 to 1.3% Si.
  • the rest consists of zinc (Zn). But it can also Impurities of maximum 0.4% Sn, 1.0% Fe, 1.0% Ni and other impurities not exceeding 0.3% be included. The percentages are by weight percent.
  • This alloy is relatively hard and can be easily nevertheless easily molded in the extrusion process and into the Bend the ring shape. In addition, it has a certain Elasticity. Furthermore, the ribs 20 are easily in roll the still straight strand.
  • the clamping ring 13 according to FIGS. 14 to 16 is in one piece essentially made of plastic. He has also several, extending over its inner circumference, ribs tapering radially inwards 23.
  • the cross section of the ribs 23 has the same as that Cross section of the ribs 20 substantially in the form of a right triangle, the hypotenuse of which axial center of the pipe coupling is turned away. While the hypotenuse section as with the ribs 20 with the Axial direction an angle ⁇ of a little less than 45 °, here around 41 °, is the radially inner edge the ribs 23 with respect to the hypotenuse section Angle ⁇ flattened from about 20 to 25 °. Because of this flattening, the ribs 23 are axially more resilient.
  • angles ⁇ and ⁇ are again the same as in the first embodiment.
  • the material of these retaining rings 13 is also a glass fiber reinforced polyamide, preferably PA 66, with a long glass fiber content of about 50 to 80 percent by volume, preferably about 60 percent by volume.
  • the Long raw glass fibers have a length of roughly 5 to 10 mm and in the state embedded in the polyamide only a length of about 1 to 8 mm because of it when spraying the plastic clamping rings at least for mostly break.
  • the clamping rings 13 according to FIGS. 14 to 16 have the clamping rings 13 due to the higher glass fiber content an even higher one Strength than the ring parts 13a in the previous ones Embodiments, where they are due their one-part training compared to the two-part Have training made even easier.
  • each clamping ring 13 Both with one-piece design of each clamping ring 13 as well as in the formation of each clamping ring 13 with a attached inner friction lining or ring member 13a there is no need for separate assembly of two separate parts the clamping ring in the clamp.

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Abstract

Eine Rohrkupplung zum Verbinden von Rohren (1) mit unprofilierten (2) Endabschnitten besteht aus einer elastomeren Dichtmuffe (3) zur dichten Aufnahme der Rohrendabschnitte und einer die Dichtmuffe (3) umgebenden Spannschelle (4) mit einem Schellenband (5), an dessen Enden Spannbacken (6) ausgebildet sind, die durch Spannmittel (8) zusammenziehbar sind. Das Schellenband (5) hat an seinen Stirnseiten nach innen ragende Flansche (9), und zwischen der Dichtmuffe (3) und den Flanschen (9) sind sich an der Innenseite des Schellenbandes (5) abstützende Klemmringe (13) in C-Form angeordnet, die beim Spannen des Schellenbandes (5) mittels Vorsprüngen an ihrer radial inneren Fläche (14) in das Rohrmaterial eingreifen. Um die Ausbildung der Klemmringe (13) zu vereinfachen, bestehen sie im wesentlichen aus Kunststoff, wobei sie die Zwischenräume zwischen der Dichtmuffe (3) und den Flanschen (9) weitgehend ausfüllen. Sie können einteilig oder aus zwei Ringteilen (13a, 13b) ausgebildet sein, von denen der radial innere (13b) aus einer Messinglegierung bestehen kann. Die Vorsprünge können als umlaufende Rippen (20) ausgebildet sein. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrkupplung zum Verbinden von Rohren mit unprofilierten Endabschnitten, mit einer elastomeren Dichtmuffe zur dichten Aufnahme der Rohrendabschnitte, mit einer die Dichtmuffe umgebenden Spannschelle mit einem Schellenband, an dessen Enden Spannbacken ausgebildet sind, die durch Spannmittel zusammenziehbar sind, und das an seinen Stirnseiten nach innen ragende Flansche aufweist, mit zwischen der Dichtmuffe und den Flanschen angeordneten, sich an der Innenseite des Schellenbandes abstützenden Klemmringen in C-Form, die beim Spannen des Schellenbandes mittels Vorsprüngen an ihrer radial inneren Fläche in das Rohrmaterial eingreifen.
Bei einer bekannten Rohrkupplung dieser Art (EP 0 205 896 A2) besteht jeder Klemmring aus einem dünnwandigen kegelstumpfförmigen Federring und einem Haltering. Der Federring liegt mit seinem Innenumfang an einer an der äußeren Mantelfläche des Halteringes ausgebildeten Schulter an, während sein Außenumfang in der durch die Abbiegung der Flansche gebildeten Biegungskehle anliegt. Der Federring und der Haltering bestehen jeweils aus Metall. Der Haltering ist ferner auf seiner radial inneren Fläche mit raspelartigen Zähnen versehen, die aus dem Material des Halterings herausgestoßen sind. Die Herstellung des Klemmrings ist aufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrkupplung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der die Herstellung der Klemmringe einfacher ist, ohne deren Festigkeit zu beeinträchtigen.
Erfindungsgemäß besteht eine erste Lösung darin, daß die Klemmringe zumindest teilweise aus Kunststoff sowie aus einem ersten Ringteil und einem am radial inneren Umfang des ersten Ringteils befestigten zweiten Ringteil bestehen und im Querschnitt etwa dreieckförmig sind, so daß sie die Zwischenräume zwischen der Dichtmuffe und den Flanschen weitgehend ausfüllen.
Eine zweite Lösung besteht erfindungsgemäß darin, daß die Klemmringe im wesentlichen aus Kunststoff bestehen und im Querschnitt etwa dreieckförmig sind, so daß sie die Zwischenräume zwischen der Dichtmuffe und den Flanschen weitgehend ausfüllen, und daß die Vorsprünge sich über den inneren Umfang des Klemmrings erstreckende, sich radial nach innen verjüngende Rippen sind.
Bei beiden Lösungen können die Klemmringe auf einfache Weise und kostengünstig hergestellt werden. Da sie bei herkömmlichen Rohrkupplungen die im Querschnitt zumeist dreieckförmigen Ringräume zwischen der Dichtmuffe und dem benachbarten Flansch ohne zusätzliche Stützteile im wesentlichen vollständig ausfüllen, haben sie einen entsprechend großen Querschnitt mit entsprechend hoher Festigkeit, um zum einen die Rohre axial gegen hohe Innendrücke abzustützen und zum anderen hohen Radialkräften beim Spannen der Schelle standzuhalten. Bei der zweiten Lösung halten die Rippen darüber hinaus hohen Axialkräften stand, auch wenn sie - ebenso wie der zweite Ringteil bei der ersten Lösung - im wesentlichen aus Kunststoff bestehen.
Die Vorsprünge können bei der ersten Lösung durch eine vorbestimmte, gleichmäßige Rauhigkeit der radial inneren Fläche der Klemmringe gebildet sein. Dabei kann die rauhe innere Fläche der Klemmringe weitgehend großflächig am Umfang der Endabschnitte der Rohre anliegen, wobei die winzigen Vorsprünge der rauhen Fläche allenfalls sehr feine Riefen im Rohrmaterial ausbilden, wenn sich die Rohre und die Klemmringe relativ zueinander aufgrund hoher Innendrücke der Rohre verschieben. Dementsprechend ist die Gefahr einer Verminderung der Festigkeit der Rohre, insbesondere solcher aus Kunststoff, sehr gering.
Ferner ist es bei der erstem Lösung möglich, daß der zweite Ringteil ein die Rauhigkeit aufweisender Reibbelag ist. Dieser kann vormontiert sein, z.B. form- oder stoffschlüssig. Bei der Montage der Kupplung brauchen dann lediglich die Klemmringe montiert zu werden.
Günstig ist es, wenn der zweite Ringteil in einer Nut im radial inneren Umfang des ersten Ringteils befestigt ist und die Tiefe der Nut kleiner als die radiale Dicke des zweiten Ringteils ist. Die Nut trägt dann gleichzeitig zur Axialsicherung des zweiten Ringteils bei, wobei die Befestigung auf einfache Weise durch Kleben erfolgen kann.
Die Rauhigkeit kann aber auch auf einfache Weise durch Schmirgel bewirkt sein.
Wenn der Schmirgel unmittelbar in den inneren Flächen der Klemmringe eingebettet ist, brauchen ebenfalls nur die Klemmringe montiert zu werden.
Alternativ können die Vorsprünge neben Einschnitten in Reibbelägen aus Metall von außen nach innen schuppenartig herausgedrückt sein.
Sodann kann bei der ersten Lösung vorgesehen sein, daß der erste Ringteil im wesentlichen aus Kunststoff und der zweite Ringteil aus Metall besteht und daß die Vorsprünge sich über den inneren Umfang des zweiten Ringteils erstreckende, sich radial nach innen verjüngende Rippen sind. Die Rippen bestehen hierbei ebenfalls aus Metall und haben daher eine entsprechend hohe Festigkeit, so daß die Rohrverbindung entsprechend höheren Axialbelastungen standhält als bei Kunststoffrippen.
Ferner kann hierbei der erste Ringteil in einer Nut im radial äußeren Umfang des zweiten Ringteils befestigt und die Tiefe der Nut kleiner als die radiale Dicke des ersten Ringteils sein. Da hierbei die Wände der Nut ebenso wie der radial innere zweite Ringteil aus Metall bestehen, ist die Gefahr eines Bruchs dieser Wände geringer als bei Ausbildung des zweiten Ringteils aus im wesentlichen Kunststoff.
Der Kunststoff kann aus einem durch Glasfasern verstärkten Polyamid bestehen. Er hat dann eine sehr hohe Festigkeit.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Polyamid um PA 66.
Das Metall kann im wesentlichen aus Messing bestehen. Dieses Material ist leicht formbar und hat dennoch eine verhältnismäßig hohe Festigkeit.
Eine noch höhere Festigkeit des Metalls ergibt sich, wenn es zusätzlich Mangan aufweist.
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachstehend anhand der Zeichnung bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Hierin zeigen:
Fig. 1
eine Axialansicht eines ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Rohrkupplung,
Fig. 2
eine Radialansicht der Rohrkupplung nach Fig. 1, teilweise im Schnitt,
Fig. 3
einen Axialschnitt der Rohrkupplung nach Fig. 1 mit den darin eingeführten Rohrenden,
Fig. 4
den im einkreisten Bereich liegenden Ausschnitt der Fig. 3 in vergrößertem Maßstab,
Fig. 5
eine Axialansicht eines Klemmring der Rohrkupplung nach Fig. 1,
Fig. 6
einen Axialschnitt des Klemmrings nach Fig. 5,
Fig. 7
eine Axialansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Rohrkupplung,
Fig. 8
eine Radialansicht der Rohrkupplung nach Fig. 7, teilweise im Schnitt,
Fig. 9
einen Axialschnitt der Rohrkupplung nach Fig. 7 mit den darin eingeführten Rohrenden,
Fig. 10
den im eingekreisten Bereich liegenden Ausschnitt der Fig. 9 in vergrößertem Maßstab,
Fig. 11
eine Axialansicht des Klemmrings des zweiten Ausführungsbeispiels,
Fig. 12
einen Axialschnitt des Klemmrings nach Fig. 11,
Fig. 13
den im eingekreisten Bereich liegenden Ausschnitt der Fig. 12 in vergrößertem Maßstab,
Fig. 14
eine Axialansicht eines abgewandelten Klemmrings der Rohrkupplung nach den Fig. 7 bis 10,
Fig. 15
einen Axialschnitt des Klemmrings nach Fig. 14 und
Fig. 16
den im eingekreisten Bereich liegenden Ausschnitt der Fig. 15 in vergrößertem Maßstab.
Die Rohrkupplung nach den Fig. 1 bis 5 dient zum Verbinden von Rohren 1 mit weitgehend glatten, unprofilierten Endabschnitten 2, insbesondere Rohren, hauptsächlich Abwasserrohren, aus Kunststoff. Die Rohrkupplung enthält eine elastomere Dichtmuffe 3 zur dichten Aufnahme der Rohrendabschnitte 2 und eine die Dichtmuffe 3 umgebende Spannschelle 4 mit einem Schellenband 5, an dessen Enden Spannbacken 6 in Form von umgebogenen Endabschnitten des Schellenbandes 5 und diese axial durchsetzenden Bolzen 7 ausgebildet sind. Die Spannbacken sind durch Spannmittel 8 in Form von Spannschrauben, die radial durchgehende Bohrungen des einen Bolzens 7 und radiale Gewindebohrungen des anderen Bolzens 7 durchsetzen, in Umfangsrichtung zusammenziehbar. Das Schellenband 5 hat ferner an seinen Stirnseiten nach innen ragende Flansche 9.
Die Dichtmuffe 3 ist auf ihrer Innenseite nahe ihren axialen Enden mit zu den Rohrenden hin gerichteten Dichtlippen 10, 11 und zwischen den Dichtlippen 10, 11 mit einem C-förmigen Metallband 12 zur radialen Abstützung der Dichtmuffe im Bereich der Fuge zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten der Endabschnitte 2 der Rohre 1 versehen.
Zwischen der Dichtmuffe 3 und den Flanschen 9 ist auf jeder Seite der Dichtmuffe 3 ein sich an der Innenseite des Schellenbandes 4 und den Flanschen abstützender Klemmring 13 in C-Form, siehe insbesondere Fig. 5 und 6, im wesentlichen aus Kunststoff angeordnet. Die Klemmringe 13 bestehen aus einem radial äußeren Ringteil 13a und einem radial inneren Ringteil 13b und greifen beim Spannen des Schellenbandes 4 mittels winziger, in den Zeichnungen nicht dargestellter Vorsprünge an ihrer radial inneren Fläche 14 in das Rohrmaterial ein. Die Vorsprünge sind durch eine vorbestimmte, gleichmäßige Rauhigkeit der radial inneren Fläche 14 der Klemmringe 13 gebildet, vorzugsweise durch Schmirgel.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden die winzigen Vorsprünge durch die Rauhigkeit eines den am radial inneren Umfang des Ringteils 13a befestigten Ringteil 13b bildenden Reibbelags gebildet.
Die als Reibbelag ausgebildeten Ringteile 13b sind jeweils in einer Nut 16 im radial inneren Umfang der Ringteile 13a befestigt. Die Tiefe der Nuten 16 ist kleiner als die Dicke der Ringteile 13b.
Die Klemmringe 13 sind im Querschnitt etwa dreieckförmig, so daß sie die im Querschnitt ebenfalls etwa dreiecktörmigen Ringräume zwischen der Dichtmuffe 3 und den Flanschen 9 weitgehend ausfüllen. Ein axialer Wulst 17 jedes Klemmrings 13 greift in einen Spalt zwischen jeweils einem der Flansche 9 und dem Rohrumfang.
Nach Fig. 5 haben die Enden jedes Klemmrings 13 einen Winkelabstand α von etwa 20 bis 45°, insbesondere 30 bis 40°, vorzugsweise 35°.
Nach Fig. 6 beträgt der Winkel β, den die an der Dichtmuffe 3 anliegende Fläche 18 jedes Klemmrings 13 mit seiner Achse einschließt, etwa 35 bis 60°, vorzugsweise etwa 45°.
Der Spalt zwischen den Enden des Schellenbands 5 ist nach Fig. 1 durch eine Brücke 19 überbrückt.
Die rauhe Fläche 14 jedes Klemmrings 13 bzw. seines als Reibbelag ausgebildeten Ringteils 13b liegt weitgehend großflächig auf dem betreffenden Rohrendabschnitt 2 auf und verhindert, da sie nur winzige Vorsprünge aufweist, die Ausbildung tieferer Riefen in der Oberfläche des betreffenden Rohres 1, wenn die Rohre 1 aufgrund sehr hoher Innendrücke axial auseinanderbewegt werden sollten. Dies ist insbesondere bei Kunststoffrohren von Vorteil, aber auch bei Keramik-, Glas- oder Metallrohren, um eine Verringerung ihrer Festigkeit zu verhindern. Ferner können eventuell durch tiefe Riefen gebildete, scharfkantige Grate nicht zu einer Beschädigung der Dichtflächen, d.h. der Dichtlippen 10, 11 der elastomeren Dichtmuffe 3, führen, wenn die Rohre 1 entkuppelt und danach erneut axial in dieselbe Rohrkupplung eingeführt werden.
Die Ringteile 13b können in jeweils einer Nut 16 der Ringteile 13a eingeklebt sein. Sie können aber auch nur formschlüssig in den Nuten 16 gehalten sein. Hierbei können sie durch eine radial nach außen wirkende Eigenelastitzität zusätzlich festgehalten sein. Es ist aber auch möglich, die Reibflächen 14 unmittelbar in der inneren Umfangsfläche der Klemmringe 13 auszubilden, z.B. durch Einbettung von Schmirgel in diesen Umfangsflächen, wenn die Klemmringe 13 im übrigen aus Kunststoff bestehen. Auch die Fläche 14 der als Reibbeläge ausgebildeten Ringteile 13b kann durch Schmirgel gebildet sein, wobei auch die Reibbeläge ansonsten aus Kunststoff bestehen können.
Alternativ können die als Reibbeläge ausgebildeten Ringteile 13b auch aus Metall bestehen und ihre feinen Vorsprünge neben radial durchgehenden Einschnitten in den Reibbelägen von außen nach innen schuppenartig herausgedrückt sein.
Das zweite Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 bis 13 unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur in der Ausbildung der Klemmringe 13. Diese bestehen aus einem radial äußeren Ringteil 13a und einem radial inneren Ringteil 13b. Der Ringteil 13a besteht im wesentlichen aus Kunststoff und der Ringteil 13b aus Metall. Über den inneren Umfang des Ringteils 13b erstrecken sich mehrere parallele Rippen 20, im dargestellten Ausführungsbeispiel drei Rippen 20. Die Rippen 20 verjüngen sich radial nach innen, wobei ihr Querschnitt etwa die Form eines rechtwinkligen Dreiecks hat, wobei die die eine Kathete bildende Seite jeder Rippe 20 der axialen Mitte der Rohrkupplung zugekehrt und die die Hypotenuse bildende Seite der axialen Mitte abgekehrt ist. Jeder Ringteil 13b hat auf seiner radial äußeren Seite eine umlaufende Nut 21, in der der radial äußere Ringteil 13a befestigt ist, vorzugsweise durch Kleben. Die axial äußere Wand 22 jedes Ringteils 13b liegt in einem Spalt zwischen jeweils einem der Flansche 9 und dem Rohrumfang. Die axial innere Wand 23 (Fig. 10) greift in eine Hinterschneidung des äußeren Ringteils 13a ein, und ihre axial innere Fläche ist mit der an der Dichtmuffe 3 anliegenden Fläche 18 bündig und unter dem Winkel β (Fig. 12) geneigt. Die Winkel α und β (Fig. 11 und 12) sind die gleichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Der radial äußere Ringteil 13a besteht im wesentlichen aus Kunststoff, vorzugsweise aus glasfaserverstärktem Polyamid, insbesondere PA 66, in dem sogenannte Kurz-Glasfasern eingebettet sind, die im fertig gespritzten Ringteil 13a eine Länge von 0,1 bis 0,8 mm haben. Der Anteil der Glasfasern beträgt etwa 25 bis 30 Volumenprozent des Ringteils 13a.
Der radial innere Ringteil 13b jedes Klemmrings 13 besteht im wesentlichen aus Messing mit einem geringen Zusatz an Mangan. Vorzugsweise enthält der Ringteil 30a etwa 57 bis 59 % Cu; 1,5 bis 3,0 % Mn, wobei die Legierung weitere Zusätze enthalten kann, vorzugsweise 1,3 bis 2,3 % Al, 0,2 bis 0,8 % Pb und 0,3 bis 1,3 % Si.
Der Rest besteht aus Zink (Zn). Es können aber auch Verunreinigungen von maximal 0,4 % Sn, 1,0 % Fe, 1,0 % Ni und weitere Verunreinigungen von höchstens 0,3 % enthalten sein. Bei den Prozentangaben handelt es sich um Gewichtsprozent.
Diese Legierung ist verhältnismäßig hart und laßt sich dennoch leicht im Strangpreßverfahren formen und in die Ringform biegen. Darüber hinaus hat sie eine gewisse Elastizität. Ferner lassen sich die Rippen 20 leicht in den noch geraden Strang rollen.
Der Klemmring 13 nach den Fig. 14 bis 16 ist einteilig im wesentlichen aus Kunststoff hergestellt. Er hat ebenfalls mehrere, sich über seinen inneren Umfang erstreckende, sich radial nach innen verjüngende Rippen 23. Der Querschnitt der Rippen 23 hat ebenso wie der Querschnitt der Rippen 20 im wesentlichen die Form eines rechtwinkligen Dreiecks, dessen Hypotenuse der axialen Mitte der Rohrkupplung abgekehrt ist. Während der Hypotenusenabschitt wie bei den Rippen 20 mit der Axialrichtung einen Winkel γ von etwas weniger als 45°, hier etwa 41°, einschließt, ist die radial innere Kante der Rippen 23 gegenüber dem Hypotenusenabschnitt um einen Winkel δ von etwa 20 bis 25° abgeflacht. Aufgrund dieser Abflachung sind die Rippen 23 axial höher belastbar.
Die Winkel α und β (Fig. 14 und 15) sind wieder die gleichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Das Material dieser Halteringe 13 ist ebenfalls ein glasfaserverstärktes Polyamid, vorzugsweise PA 66, mit einem Lang-Glasfaseranteil von etwa 50 bis 80 Volumenprozent, vorzugsweise etwa 60 Volumensprozent. Die Lang-Glasfasern haben im Rohzustand eine Länge von etwa 5 bis 10 mm und im in das Polyamid eingebetteten Zustand nur noch eine Länge von etwa 1 bis 8 mm, weil sie beim Spritzen der Kunststoff-Klemmringe zumindest zum größten Teil zerbrechen. Bei der Abwandlung der Klemmringe 13 nach den Fig. 14 bis 16 haben die Klemmringe 13 aufgrund des höheren Glasfaseranteils eine noch höhere Festigkeit als die Ringteile 13a bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, wobei sie sich aufgrund ihrer einteiligen Ausbildung gegenüber der zweiteiligen Ausbildung noch einfacher herstellen lassen.
Sowohl bei einteiliger Ausbildung jedes Klemmrings 13 als auch bei Ausbildung jedes Klemmrings 13 mit einem daran befestigten inneren Reibbelag oder Ringteil 13a entfällt die separate Montage zweier getrennter Teile des Klemmrings in der Spannschelle.

Claims (13)

  1. Rohrkupplung zum Verbinden von Rohren (1) mit unprofilierten Endabschnitten (2), mit einer elastomeren Dichtmuffe (3) zur dichten Aufnahme der Rohrendabschnitte (2), mit einer die Dichtmuffe (3) umgebenden Spannschelle (4) mit einem Schellenband (5), an dessen Enden Spannbacken (6) ausgebildet sind, die durch Spannmittel (8) zusammenziehbar sind, und das an seinen Stirnseiten nach innen ragende Flansche (9) aufweist, mit zwischen der Dichtmuffe (3) und den Flanschen (9) angeordneten, sich an der Innenseite des Schellenbandes (5) abstützenden Klemmringen (13) in C-Form, die beim Spannen des Schellenbandes (5) mittels Vorsprüngen aus hartem Material an ihrer radial inneren Fläche (14) in das Rohrmaterial eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmringe (13) zumindest teilweise aus Kunststoff sowie aus einem ersten Ringteil (13a) und einem am radial inneren Umfang des ersten Ringteils (13a) befestigten zweiten Ringteil (13b) bestehen und im Querschnitt etwa dreieckförmig sind, so daß sie die Zwischenräume zwischen der Dichtmuffe (3) und den Flanschen (9) weitgehend ausfüllen.
  2. Rohrkupplung zum Verbinden von Rohren (1) mit unprofilierten Endabschnitten (2), mit einer elastomeren Dichtmuffe (3) zur dichten Aufnahme der Rohrendabschnitte (2), mit einer die Dichtmuffe (3). umgebenden Spannschelle (4) mit einem Schellenband (5), an dessen Enden Spannbacken (6) ausgebildet sind, die durch Spannmittel (8) zusammenziehbar sind, und das an seinen Stirnseiten nach innen ragende Flansche (9) aufweist, mit zwischen der Dichtmuffe (3) und den Flanschen (9) angeordneten, sich an der Innenseite des Schellenbandes (5) abstützenden Klemmringen (13) in C-Form, die beim Spannen des Schellenbandes (5) mittels Vorsprüngen aus hartem Material an ihrer radial inneren Fläche (14) in das Rohrmaterial eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmringe (13) im wesentlichen aus Kunststoff bestehen und im Querschnitt etwa dreieckförmig sind, so daß sie die Zwischenräume zwischen der Dichtmuffe (3) und den Flanschen (9) weitgehend ausfüllen, und daß die Vorsprünge sich über den inneren Umfang des Klemmrings (13) erstreckende, sich radial nach innen verjüngende Rippen (20) sind.
  3. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge durch eine vorbestimmte, gleichmäßige Rauhigkeit der radial inneren Fläche (14) der Klemmringe (13) gebildet sind.
  4. Rohrkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ringteil ein die Rauhigkeit aufweisender Reibbelag (15) ist.
  5. Rohrkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ringteil (13b) in einer Nut (16) im radial inneren Umfang des ersten Ringsteils (13a) befestigt ist und die Tiefe der Nut (16) kleiner als die radiale Dicke des zweiten Ringteils (13b) ist.
  6. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauhigkeit durch Schmirgel bewirkt ist.
  7. Rohrkupplung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge neben radial durchgehenden Einschnitten in den Reibbelägen aus Metall von außen nach innen schuppenartig herausgedrückt sind.
  8. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ringteil (13a) im wesentlichen aus Kunststoff und der zweite Ringteil (13b) aus Metall besteht und daß die Vorsprünge sich über den inneren Umfang des zweiten Ringteils (13b) erstreckende, sich radial nach innen verjüngende Rippen (20) sind.
  9. Rohrkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ringteil (13a) in einer Nut (21) im radial äußeren Umfang des zweiten Ringteils (13b) befestigt ist und die Tiefe der Nut (21) kleiner als die radiale Dicke des ersten Ringteils (13a) ist.
  10. Ringnut nach einem der Ansprüche 2, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff aus einem durch Glasfasern verstärkten Polyamid besteht.
  11. Rohrkupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyamid PA 66 ist.
  12. Rohrkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall im wesentlichen aus Messing besteht.
  13. Rohrkupplung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Material zusätzlich Mangan aufweist.
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